KR102350648B1 - 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐 - Google Patents

탈황 설비용 슬러리 공급 노즐 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 석회석을 포함하는 슬리러가 이동될 수 있는 중공이 형성된 세라믹 재질의 내부 몸체와, 상기 내부 몸체의 외측에 끼워져 결합되고, 섬유강화플라스틱 재질의 외부 몸체를 포함하여 이루어져, 황산 분위기에 대한 내부식성, 석회석 슬러리에 대한 내마모성, 유지 보수를 위한 분리 과정에서의 내파괴성, 열적 변형 방지를 위한 내열성이 우수한 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐에 관한 것이다.

Description

탈황 설비용 슬러리 공급 노즐{Slurry supply nozzle for desulfurization equipment with different materials}
본 발명은 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 석회석을 포함하는 슬리러가 이동될 수 있는 중공이 형성된 세라믹 재질의 내부 몸체와, 상기 내부 몸체의 외측에 끼워져 결합되고, 섬유강화플라스틱 재질의 외부 몸체를 포함하여 이루어져, 황산 분위기에 대한 내부식성, 슬러리에 대한 내마모성, 유지 보수를 위한 분리 과정에서의 내파괴성, 열적 변형 방지를 위한 내열성이 우수한 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐에 관한 것이다.
석탄은 풍부한 매장량, 저렴한 가격, 공급원의 안정성 등으로 인해 전 세계적으로 화력발전소의 근간이 되는 원료로서 사용되고 있다. 전력원으로서 화력발전의 비중이 증대됨에 따라 석탄 수입량 또한 증가하고 있으며, 이에 따라 페코크(petcoke)와 같이 비용이 저렴한 저등급 석탄(low rank coal)의 수입 비중과 수입량도 대폭 증가되고 있다.
한편, 화력발전에 사용되는 화석연료는 유황을 함유하고 있어, 연소 시 이산화황(SO2), 삼산화황(SO3) 등의 황산화물을 발생시킨다. 특히, 이산화황(SO2)은 대기 중에서 광화학 반응이나 촉매 반응에 의해 삼산화황(SO3), 황산(H2SO4) 및 기타 황산염 등의 2차 오염 물질을 형성하거나, 대기 중 수분과 반응하여 아황산 또는 황산 방울 등의 에어로졸을 생성시켜 환경에 악영향을 미친다.
이에 따라, 화력발전소에서는 황산화물의 처리를 위해 배연 탈황 설비(FGD, flue gas desulfurization)를 구비하여 운영하고 있으며, 탈황 설비에서는 아황산가스를 석회석으로 중화시켜 석고로 배출하여 정화하고 있으며, 석회석을 포함하는 슬러리를 대용량으로 분사하기 위해 슬러리 공급 노즐이 사용된다.
도 1을 종래의 슬러리 공급 노즐 제품을 보여주는 이미지이고, 도 2는 종래의 슬러리 공급 노즐의 설치 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 슬러리 공급 노즐(10)은 석회석을 포함하는 슬러리가 이동될 수 있는 중공(10a)이 형성되고, 결합 플렌지(11)가 탈황 설비의 슬러리를 공급하는 배관(20) 단부에 설치되는 배관 플렌지(21)와 결합되어 설치된다.
한편, 종래의 슬러리 공급 노즐(10)은 세라믹 소재인 탄화규소와 질화규소 혼합 소재로 제작되어 내마모성은 우수하나, 파괴에 매우 취약하며 내부 치밀도가 매우 낮은 문제점이 있었다.
또한, 종래의 슬러리 공급 노즐(10)은 배관(20)과 노즐(10) 사이에 유격 부위가 있어, 그 틈으로 슬러리(a)가 침투하여 빠져나오지 못하고 경화됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 유지보수를 위한 배관(20)과의 분리 과정에서 파손이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 슬러리 공급 노즐(10)은 SUS316L소재가 이용되고 있으나, 내마모도가 세라믹 계열과 비교해 현격히 떨어져서 사용 압력이 높고 유량이 많은 대용량 슬러리 분사에는 적합하지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 내부 몸체는 세라믹 재질로 마련되고, 외부 몸체는 섬유강화플라스틱 재질로 마련됨으로써, 내부 몸체의 중공을 통해 이동되는 석회석을 포함하는 슬러리에 대한 내마모성을 지니면서, 황산 분위기에서의 내부식성이 우수한 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 슬러리를 공급하는 배관 단부에 설치되는 배관 플렌지에 섬유강화플라스틱 재질로 마련되는 외부 몸체가 밀착 결합되게 함으로써, 배관 플렌지와 외부 몸체 사이에 슬러리가 침투되는 것을 차단하여, 탈황설비의 유지 보수를 위해, 슬러리를 공급하는 배관 단부로부터 분리될 때, 노즐이 파손되는 현상을 방지할 수 있는 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 석회석을 포함하는 슬러리가 이동될 수 있는 중공이 형성된 원통형상의 내부 몸체; 상기 내부 몸체와 대응되는 길이로 마련되어, 상기 내부 몸체의 외측에 끼워져 결합되고, 소정 위치에는 결합 플렌지가 일체로 구비되어, 탈황 설비의 슬러리를 공급하는 배관 단부에 설치되는 배관 플렌지와 탈부착 가능하도록 결합되는 외부 몸체;를 포함하고, 상기 내부 몸체는 세라믹 재질로 마련되고, 상기 외부 몸체는 상기 내부 몸체와 재질이 서로 다른 이종 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부 몸체는 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastics) 재질로 마련된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부몸체의 일측 직경은 상기 외부몸체의 타측 직경보다 큰 직경으로 구비되되, 상기 배관 플렌지와 대응되는 직경으로 구비되어, 상기 외부 몸체의 일측이 상기 배관 플렌지에 끼워진 채, 상기 배관 플랜지와 상기 결합 플랜지가 결합된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 내부몸체의 일측 개구부는 상기 내부몸체의 타측 개구부보다 큰 직경으로 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 내부몸체의 일측 개구부는 타측에서 일측 방향을 향해 직경이 점차적으로 증가하도록 테이퍼진 형상으로 마련된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 내부 몸체는 원료물질과 첨가물질을 포함하여 이루어지고, 상기 원료물질은 알루미나 80.5 중량부 내지 96 중량부, 충전제 3.5 내지 16.8 중량부, 조재제 1 내지 4.4 중량부를 포함하고, 상기 첨가물질은 상기 원료물질 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.5 중량부, 바인더 1.63 내지 1.8 중량부, 가소제 0.5 중량부를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 내부 몸체는 원료물질과 첨가물질을 포함하여 이루어지고, 상기 원료물질은 알루미나 92 중량부 내지 96 중량부, 충전제 3.5 내지 6.6 중량부, 조재제 1 내지 1.9 중량부를 포함하고, 상기 첨가물질은 상기 원료물질 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.5 중량부, 바인더 1.63 내지 1.8 중량부, 가소제 0.5 중량부를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전제는 카올린 및 탈크를 포함하고, 상기 조재제는 석회석을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부 몸체는 수지 60 중량% 내지 70 중량% 및 유리섬유 30 중량% 내지 40 중량%를 포함하고, 상기 수지는 비닐 에스테르 비스페놀 A(vinyl ester bisphenol A)가 이용된다.
또한, 본 발명은 상기 내부 몸체를 제조하는 내부 몸체 제조 단계; 상기 외부 몸체를 제조하는 외부 몸체 제조 단계; 상기 내부 몸체의 외측면 또는 상기 외부 몸체의 내측면에 접착제를 도포하고, 상기 내부 몸체의 외측면에 상기 외부 몸체를 끼워넣어 상기 내부 몸체와 상기 외부 몸체를 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 내부 몸체는 프레스 성형, CIP 성형, 슬립 캐스팅(Slip casting) 또는 압출 성형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐의 제조방법을 더 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐에 의하면, 내부 몸체는 세라믹 재질로 마련되어, 중공을 통해 이동되는 석회석을 포함하는 슬러리에 대한 내마모성을 지니고, 외부 몸체는 내산성 수지를 포함하는 섬유강화플라스틱 재질로 마련됨으로써, 황산 분위기에서의 내부식성이 우수하고, 파손에 대한 파괴 인성이 뛰어난 효과가 있다.
또한, 본 발명의 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐에 의하면, 슬러리를 공급하는 배관 단부에 설치되는 배관 플렌지에 섬유강화플라스틱 재질로 마련되는 외부 몸체가 밀착 결합되게 하여, 배관 플렌지와 외부 몸체 사이의 유격 공간을 최소화함으로써, 슬러리가 침투 및 경화되는 현상을 차단하여, 탈황설비의 유지 보수를 위해, 슬러리를 공급하는 배관 단부로부터 노즐이 분리될 때, 노즐의 파손을 방지할 수 있는 이점을 지닌다.
도 1을 종래의 슬러리 공급 노즐 제품을 보여주는 이미지이다.
도 2는 종래의 슬러리 공급 노즐의 설치 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 종래의 슬러리 공급 노즐이 파손된 이미지이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 분해 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이다.
도 8은 본 발명에 따른 내부 몸체 제조단계의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 내부 몸체와 외부 몸체의 제품 이미지이다.
도 10은 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 내부 몸체와 외부 몸체가 결합된 제품 이미지이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 공급 노즐을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 공급 노즐의 분해 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 공급 노즐의 분해 사시도이다.
도 4 내지 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 공급 노즐은 화력발전소에서 황산화물의 처리를 위한 배연 탈황 설비(FGD, flue gas desulfurization)에 설치되어, 석회석을 포함하는 슬러리를 대용량으로 분사하기 위해 슬러리 공급 노즐로, 내부 몸체(110) 및 외부 몸체(120)를 포함하여 이루어진다.
상기 내부 몸체(110)는 원통 형상으로 세라믹 재질로 마련되고, 슬러리가 이동될 수 있는 중공(110a)이 형성된다.
또한, 상기 내부 몸체(110)의 일측 개구부(111)는 슬러리가 유입되는 유입구로 기능하며, 상기 내부 몸체(110)의 타측 개구부(112)는 유입된 슬러리가 배출되는 배출구로 기능하는데, 상기 일측 개구부(111)는 상기 타측 개구부(112)보다 큰 직경으로 구비되는 것이 바람직하다. 이는 석회석을 포함하는 슬러리의 유입을 원활하게 하기 위함이다.
또한, 상기 내부 몸체(110)의 일측 개구부(111)는 타측에서 일측 방향을 향해 직경이 점차적으로 증가하도록 테이퍼진 형상으로 마련되어, 슬러리의 유입을 보다 원활하게 할 수 있다.
이하에서는 상기 내부 몸체(110)의 재질에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
상기 내부 몸체(110)는 원료물질과 첨가물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 원료물질은 알루미나 80.5 중량부 내지 96 중량부, 충전제 3.5 내지 16.8 중량부, 조재제 1 내지 4.4 중량부를 포함하고, 상기 첨가물질은 상기 원료물질 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.5 중량부, 바인더 1.63 내지 1.8 중량부, 가소제 0.5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 충전제는 카올린 및 탈크가 이용되는 것이 바람직하며, 상기 카올린은 2.5 중량부 내지 14중량부, 상기 탈크는 1 중량부 내지 3.3 중량부가 이용될 수 있으며, 상기 조재제로는 석회석이 이용될 수 있다.
다른 예로, 상기 원료물질은 알루미나 92 중량부 내지 96 중량부, 충전제 3.5 내지 6.6 중량부, 조재제 1 내지 1.9 중량부를 포함하고, 상기 첨가물질은 상기 원료물질 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.5 중량부, 바인더 1.63 내지 1.8 중량부, 가소제 0.5 중량부를 포함한다.
여기서, 상기 충전제는 카올린 및 탈크가 이용되는 것이 바람직하며, 상기 카올린은 2.5 중량부 내지 3.3중량부, 상기 탈크는 1 중량부 내지 3.3 중량부가 이용될 수 있으며, 상기 조재제로는 석회석이 이용될 수 있다.
한편, 상기 알루미나는 상기 내부 몸체를 구성하는 모재가 되는 성분으로, 조직이 치밀하여, 경도, 압축강도 등 기계적 물성이 우수한 세라믹으로, 석회석 슬러리의 마모와 유압에 의해 노즐이 손상되는 것을 억제하는 역할을 하는데, 상기 알루미나가 80.5 중량부 미만이 이용될 경우, 세라믹 부재의 내충격성과 내마모성이 저하되며, 상기 알루미나가 96 중량부를 초과하게 되면, 세라믹 부재의 경도는 향상되지만 취성이 높아져 석회석 슬러리의 유압의 의해 세라믹 부재가 쉽게 파손되는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 알루미나의 입자는 직경이 2㎛ 내지 4㎛이고, 구형 분말 형태가 이용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 충전제로 이용되는 상기 카올린은 노즐의 내면을 구성하는 세라믹 부재의 기계적 강도와 내마모성을 향상시키는 역할을 하고, 상기 탈크는 입성장을 억제하여 비정상결정립(과대입) 성장을 방지하며, 미끄러운 특성을 지니고 있어 캐스팅(casting)시 탈형에 이용되며, 상기 충전제가 3.5 중량부 미만일 경우, 세라믹 부재의 기계적 강도와 내마모성 향상효과가 미미하며, 상기 충전제가 16.8 중량부를 초과할 경우에는 세라믹 부재의 취성이 향상되어 기계적 강도가 오히려 저하될 수 있다.
상기 조재제는 1400℃ 내지 1500℃에서 소결조제로 기능하며, 입성장을 고르게 하여 비정상 결정립 성장을 방지하고, 소량 사용하면, 수축 및 기계적 강도를 증대시키고 기공률을 감소시키는 역할을 하며, 상기 조재제가 1 중량부 미만으로 이용될 경우, 전술한 효과가 미미하며, 상기 조재제가 4.4 중량부를 초과할 경우에는, 오히려 세라믹 부재의 기계적 강도 및 내마모성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 분산제는 PH를 조정하여 입자표면을 분산시키는 역할을 하며, SN D 5468 등이 이용될 수 있다.
상기 가소제는 입자간 마찰을 줄이고 재배열하여 성형을 향상시키는 역할을 하며, 경유, oleic aicd, 유동파라핀 등이 이용될 수 있다.
또한, 바인더는 PEG 및 PVA가 이용될 수 있으며, 여기서 상기 PEG는 성형체 성형시 유연성(압력전달)을 보유하고, 600℃ 이하에서 완전 연소되며, 상기 PVA는 성형체에 강도부여가 주목적으로 이용되며, 600℃에서 완전 연소된다.
상기 외부 몸체(120)는 상기 내부 몸체(110)와 서로 다른 이종 재질로 마련되고, 상기 내부 몸체(110)와 대응되는 길이로 구비되어, 상기 내부 몸체(110)의 외측에 끼워져 결합되며, 소정 위치에는 결합 플렌지(121)가 일체로 구비된다.
여기서, 상기 결합 플렌지(121)는 탈황 설비의 석회석을 포함하는 슬러리를 공급하는 배관(20)의 단부에 설치되는 배관 플렌지(21)와 탈부착이 가능하도록 결합된다.
또한, 상기 외부몸체(120)의 일측 직경(r1)은 상기 외부몸체(120)의 타측 직경(r2)보다 큰 직경으로 마련되되, 상기 배관 플렌지(21)와 대응되는 직경으로 구비되는 것이 바람직하다.
그 이유는 상기 외부 몸체(120)의 일측(122)이 상기 배관 플렌지(21)에 끼워진 채, 상기 배관 플렌지(21)와 상기 결합 플랜지(121)가 결합되어, 상기 배관 플렌지(21)와 외부 몸체(120) 사이의 유격 공간을 최소화함으로써, 슬러리가 침투 및 경화되는 현상을 차단하여, 탈황설비의 유지 보수를 위해, 슬러리를 공급하는 배관 단부로부터 노즐이 분리될 때, 노즐의 파손을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 외부 몸체(120)는 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastics) 재질로 마련되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 외부 몸체(120)는 60 중량% 내지 70 중량%의 수지 및 30 중량% 내지 40 중량%의 유리섬유를 포함하여 마련될 수 있으며, 여기서 상기 수지는 내산성을 지니는 비닐 에스테르 비스페놀 A(vinyl ester bisphenol A)가 이용되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐은, 내부 몸체는 세라믹 재질로 마련되어, 중공을 통해 이동되는 슬러리에 대한 내마모성을 지니고, 외부 몸체는 내산성 수지를 포함하는 섬유강화플라스틱 재질로 마련됨으로써, 황산 분위기에서의 내부식성이 우수하고, 파손에 대한 파괴 인성이 뛰어난 효과가 있다.
또한, 상기 결합 플랜지(121)도 섬유강화플라스틱으로 마련되므로, 상기 배관 플렌지(21)에 볼트 체결될 때, 체결 부위가 파손되는 현상을 방지할 수 있는 이점을 지닌다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐를 제조하기 위한 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐의 제조방법을 더 제공한다.
도 7은 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 제조방법을 설명하기 위한 단계도로, 도 7을 참조하면, 상기 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐의 제조방법은 먼저, 상기 내부 몸체를 제조하는 내부 몸체 제조단계(S100)가 수행된다.
여기서, 상기 내부 몸체는 CIP 장비, 프레스 성형 장비, Slip casting 또는 압출 성형을 이용하여 제조될 수 있다.
일 예로, CIP 장비가 이용될 경우에는, 내부 몸체의 원료물질을 코어가 구비된 우레탄 재질의 몰드에 투입하고, CIP 장비를 이용하여 상온에서 등방가압하여 성형체를 성형한 다음, 성형체를 분리해내고 최종 노즐 형상에 맞춰 선반 가공하여 제조한다.
다른 예로, 프레스 성형 장비를 이용할 경우에는, 프레스 설비로 가압하여 분할 제작한 후, 에폭시 접착제 등을 사용하여 최종 노즐 형상으로 결합할 수 있다.
또 다른 예로, Slip Casting이나 압출 성형을 통해 분할 제작된 다음, 에폭시 접착제를 사용하여 최종 노즐 형상으로 결합할 수 있다.
일 예로, 도 8 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 내부 몸체는 일측 개구부(111)와 원통형 본체부(113)로 각각 제작된 다음, 접착제에 의해 결합될 수 있으며, 다른 예로는, 도 8 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 내부 몸체는 일측 개구부(111)와 4개의 원통형 본체부(113a, 113b, 113c, 113d)로 제작된 이후, 접착제에 의해 결합되어 제조될 수 있다.
다음, 상기 외부 몸체를 제조하는 외부 몸체 제조 단계(S200)가 수행된다.
다음, 제조된 상기 내부 몸체의 외측면 또는 상기 외부 몸체의 내측면에 접착제를 도포하고, 상기 내부 몸체의 외측면에 상기 외부 몸체를 끼워 넣고 경화시켜, 상기 내부 몸체와 상기 외부 몸체를 결합하는 단계(S300)가 수행된다.
실시예 및 비교예
아래 표 1에 기재된 조성을 사용하여, 내부 몸체를 제조하였다.
비교예 실시예 1 실시예 2
알루미나 80.5~89중량부 80.5~96중량부 92~96중량부
충전제 6.6~16.8중량부
(카올린 4.4~14중량부, 탈크 2.2~2.8중량부)		 3.5~16.8중량부
(카올린 2.5~14중량부, 탈크 1~3.3중량부)		 6.6~16.8중량부
(카올린 4.4~14중량부, 탈크 2.2~2.8중량부)
조재제 석회석 2.7~4.4중량부 석회석 1~4.4중량부 석회석 1~1.9중량부
분산제 0.5중량부 0.5중량부 0.5중량부
바인더 18중량부 1.63 내지 1.8중량부 1.63 내지 1.8중량부
가소제 0.5중량부 0.5중량부 0.5중량부
또한, 비닐 에스테르 비스페놀 A(vinyl ester bisphenol A) 수지 65중량%와 유리섬유 35중량%를 포함하는 원료물질을 성형틀로 가공하여 외부 몸체를 제조하였으며, 접착재를 이용하여 외부 몸체의 내측에 내부 몸체가 끼워넣을 후, 고정시켰다.
도 9에는 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 내부 몸체와 외부 몸체의 제품 이미지를 나타내었고, 도 10에는 본 발명에 따른 슬러리 공급 노즐의 내부 몸체와 외부 몸체가 결합된 제품 이미지를 도시하였다.
실험예1 (내부 몸체의 접착제 물성 분석 결과)
실시예 1 및 실시예 2, 비교예를 이용하여 접착제 물성 분석을 수행하였으며, 그 결과를 아래 표2에 나타내었다.
겉보기비중 흡수율 압축강도 굴곡강도 경도 표면조도
실시예 1 및
실시예 2		 3.4 g/㎤ 이상 0.1 % 이하 8,700 Kgf/㎠ 이상 3,100 Kgf/㎠ 이상 86.2 HRA 이상 2.5㎛ 이하
비교예 3.165 g/㎤ ND 평균 345 N/mm2 (3,440 kgf/cm2) 평균 86 MPa (876.95 kgf/cm2) 평균 70 HRA ND
실시예 1 및 실시예 2는 비교예와 비교하여, 비중, 압축강도, 굴곡강도, 경도 등 세라믹 주요 물성이 향상된 것으로 확인된다. 비교예의 경우, 실시예 1 및 실시예 2와 비교하여, 낮은 겉보기 비중을 지니고 있으므로, 다공성 소재로 사료된다.
실험예2 (외부몸체의 파괴인성(충격강도) 분석 결과)
외부몸체의 파괴인성 분석 결과, 취성은 거의 없는 것으로 확인되고, 종래의 비산화물 세라믹(0.1 KJ/m2)과 비교하여 약 20~80배 정도 높은 것으로 확인된다.
실험예3 (내마모성 분석 결과)
전체 중량을 기준으로, 알루미나의 함량이 85중량%, 93중량%, 96중량%가 되도록 제조된 실시예 2를 이용하여 내마모성을 분석하였으며, 그 결과를 아래 표 3에 나타내었다.
여기서, 세라믹 부재의 내마모성은 볼밀기를 이용하였으며, 볼밀기에 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1을 이용하여, 가로 10mm×세로 10mm×두께 10mm의 시편으로 제조한 후에 250rpm의 회전속도로 4주 동안 회전시켜 마모량을 측정하는 방법을 이용하였다
시편
(g)		 1주후
(g)		 2주후
(g)		 3주후
(g)		 4주후
(g)		 전체마모량 마모율(%)
Al2O3 85% 548.92 486.23 480.33 475.25 471.41 77.51 14.12
Al2O3 93% 546.12 497.04 496.73 496.03 494.70 51.42 9.42
Al2O3 96% 569.37 501.75 497.63 491.12 485.81 83.56 14.68
표 3을 참조하면, 알루미나 함량을 기준으로, 알루미나 함량이 93중량%일 경우, 알루미나 함량이 85중량%나 알루미나의 함량이 96중량%인 경우보다, 내충격성이 월등하게 높은 것을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 재질로 구비된 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐에 의하면, 내부 몸체는 세라믹 재질로 마련되어, 중공을 통해 이동되는 슬러리에 대한 내마모성을 지니고, 외부 몸체는 내산성 수지를 포함하는 섬유강화플라스틱 재질로 마련됨으로써, 황산 분위기에서의 내부식성이 우수하고, 파손에 대한 파괴 인성이 뛰어나며, 탈황설비의 유지 보수를 위해, 슬러리를 공급하는 배관 단부로부터 노즐이 분리될 때, 노즐의 파손을 방지할 수 있는 장점을 지닌다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
21 : 배관 플랜지
110 : 내부 몸체 110a : 중공
111 : 일측 개구부 112 : 타측 개구부
120 : 외부 몸체 121 : 결합 플랜지

Claims (10)

  1. 석회석을 포함하는 슬러리가 이동될 수 있는 중공이 형성된 원통형상의 내부 몸체;
    상기 내부 몸체와 대응되는 길이로 마련되어, 상기 내부 몸체의 외측에 끼워져 결합되고, 소정 위치에는 결합 플렌지가 일체로 구비되어, 탈황 설비의 석회석 슬러리를 공급하는 배관 단부에 설치되는 배관 플렌지와 탈부착 가능하도록 결합되는 외부 몸체;를 포함하고,
    상기 내부 몸체는 세라믹 재질로 마련되고, 상기 외부 몸체는 상기 내부 몸체와 재질이 서로 다른 이종 재질로 마련되며,
    상기 외부몸체의 일측 직경은 상기 외부몸체의 타측 직경보다 큰 직경으로 구비되되, 상기 배관 플렌지와 대응되는 직경으로 구비되어, 상기 외부 몸체의 일측이 상기 배관 플렌지에 끼워진 채, 상기 배관 플렌지와 상기 결합 플렌지가 결합되고, 상기 내부몸체의 일측 개구부는 타측에서 일측 방향을 향해 직경이 점차적으로 증가하도록 테이퍼진 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외부 몸체는 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastics) 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 내부몸체의 일측 개구부는
    상기 내부몸체의 타측 개구부보다 큰 직경으로 구비되는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐.
  5. 삭제
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 내부 몸체는 원료물질과 첨가물질을 포함하여 이루어지고,
    상기 원료물질은 알루미나 80.5 중량부 내지 96 중량부, 충전제 3.5 내지 16.8 중량부, 조재제 1 내지 4.4 중량부를 포함하고,
    상기 첨가물질은 상기 원료물질 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.5 중량부, 바인더 1.63 내지 1.8 중량부, 가소제 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 내부 몸체는 원료물질과 첨가물질을 포함하여 이루어지고,
    상기 원료물질은 알루미나 92 중량부 내지 96 중량부, 충전제 3.5 내지 6.6 중량부, 조재제 1 내지 1.9 중량부를 포함하고,
    상기 첨가물질은 상기 원료물질 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.5 중량부, 바인더 1.63 내지 1.8 중량부, 가소제 0.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 충전제는 카올린 및 탈크를 포함하고, 상기 조재제는 석회석을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 외부 몸체는
    수지 60 중량% 내지 70 중량% 및 유리섬유 30 중량% 내지 40 중량%를 포함하고,
    상기 수지는 비닐 에스테르 비스페놀 A(vinyl ester bisphenol A)가 이용되는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐.
  10. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐를 제조하기 위한 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐의 제조방법으로,
    상기 내부 몸체를 제조하는 내부 몸체 제조 단계;
    상기 외부 몸체를 제조하는 외부 몸체 제조 단계;
    상기 내부 몸체의 외측면 또는 상기 외부 몸체의 내측면에 접착제를 도포하고, 상기 내부 몸체의 외측면에 상기 외부 몸체를 끼워넣어 상기 내부 몸체와 상기 외부 몸체를 결합하는 단계;를 포함하고,
    상기 내부 몸체는 프레스 성형, CIP 성형, 슬립 캐스팅(Slip casting) 또는 압출 성형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 탈황 설비용 슬러리 공급 노즐의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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